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功能材料组


负责BEST、CFETR聚变装置内部包层功能材料(氚增殖材料、中子倍增材料、屏蔽材料和碳化硅纤维插件等)的研发和性能评估。氢同位素在功能材料中的释放、渗透以及滞留行为;功能材料的辐照效应及氢氦行为研究;功能材料在反应堆服役环境下的热、力以及腐蚀等性能的评估;材料第一性原理和分子动力学计算模拟。

◆ 中子辐照产氚性能研究

氚的相关数据是聚变工程试验堆所急需的,氚的生产和回收影响因素繁多,如何提高产氚量,并实现氚的高效回收,关系到聚变堆持续运行的重要科学问题。通过中子辐照产氚实验能够揭示氚在增殖材料中的输运机制,获得氚的动力学参数,为CFETR工程建设和模拟提供参数。同时细致分析增殖材料微观结构参数对氚释放的影响,为氚增殖材料的优化提供方案。

 

◆ 先进功能材料研发

发展紧凑型聚变堆等安全高效的先进核能系统是国家的重大战略需求。由于空间的有限性,需要研发高性能的屏蔽材料。通过研发先进屏蔽材料能够有效的解决聚变堆辐射问题,确保聚变堆的安全有效运行。

 

◆ 材料辐照效应

聚变堆材料处于严苛的辐照环境,将在材料中产生严重的辐照缺陷,导致材料微观结构损伤,以及热力学性能变化,影响反应堆的运行寿命及氚的回收。评估材料的辐照效应,开发新型耐辐照材料。

 

◆ 材料腐蚀性能

功能材料在反应堆服役环境中,与水、锂铅等材料长期接触将产生腐蚀,同时功能材料与结构材等接触也会腐蚀结构材料从而影响材料的力学、热学以及氚渗透性能,给反应堆的安全稳定运行带来隐患,需要对材料腐蚀性能进行评估以满足反应堆的安全稳定运行。

 

◆ 第一性原理和晶格动力学计算

第一性原理密度函数理论不依赖任何经验参数,根据材料的晶体信息参数,就可以得到材料的各种热力学性能等数据。对聚变材料的评估和优化提供指导作用。